Búsqueda de Índices de Reflectancia para Estimar la Actividad Fotosintética de Plantas de Trigo Bajo Estrés Hídrico
Autores: Abdullaev, Firuz; Churikova, Daria; Pirogova, Polina; Lysov, Maxim; Vodeneev, Vladimir; Sherstneva, Oksana
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Búsqueda de Índices de Reflectancia para Estimar la Actividad Fotosintética de Plantas de Trigo Bajo Estrés Hídrico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Cambio climático
Sequías
Actividad fotosintética
Genotipos de trigo
Fluorescencia de clorofila
Imágenes hiperespectrales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El cambio climático global y el creciente impacto asociado de las sequías en los cultivos desafían a los investigadores a evaluar rápidamente la salud de las plantas a gran escala. La actividad fotosintética es uno de los parámetros fisiológicos clave relacionados con el rendimiento futuro de los cultivos. El presente estudio se centra en la búsqueda de parámetros de reflectancia para el cribado rápido de genotipos de trigo con respecto a la actividad fotosintética en condiciones de sequía. El desarrollo del estrés por sequía modelado en condiciones de laboratorio al detener el riego causó cambios en los parámetros de fluorescencia de clorofila que correspondieron a una disminución en la actividad fotosintética. En particular, se observó una disminución en el rendimiento cuántico fotocanónico del fotosistema II, que caracteriza la tasa de transporte lineal de electrones en la cadena de transporte de electrones fotosintéticos y es uno de los parámetros más sensibles que responden en las primeras etapas del estrés por sequía. Junto con la medición de la actividad fotosintética, se registraron características espectrales de las plantas de trigo utilizando imágenes hiperespectrales. Se calcularon índices de diferencia normalizada (NDIs) utilizando la intensidad de reflectancia de los brotes de trigo en el rango de 400 a 1000 nm. Se seleccionaron cuatro NDIs que mostraron una fuerte correlación con el nivel de actividad fotosintética estimado. Los índices NDI y NDI mostraron la mejor combinación de sensibilidad al déficit de humedad del suelo y una fuerte relación con la actividad fotosintética bajo estrés por sequía. Se discuten posibles causas moleculares y fisiológicas de esta relación. El uso de los índices propuestos permitirá monitorear en detalle las características específicas de la respuesta de las plantas de trigo y puede servir como uno de los criterios para la selección de los genotipos más prometedores en la cría de cultivares tolerantes a la sequía.
Descripción
El cambio climático global y el creciente impacto asociado de las sequías en los cultivos desafían a los investigadores a evaluar rápidamente la salud de las plantas a gran escala. La actividad fotosintética es uno de los parámetros fisiológicos clave relacionados con el rendimiento futuro de los cultivos. El presente estudio se centra en la búsqueda de parámetros de reflectancia para el cribado rápido de genotipos de trigo con respecto a la actividad fotosintética en condiciones de sequía. El desarrollo del estrés por sequía modelado en condiciones de laboratorio al detener el riego causó cambios en los parámetros de fluorescencia de clorofila que correspondieron a una disminución en la actividad fotosintética. En particular, se observó una disminución en el rendimiento cuántico fotocanónico del fotosistema II, que caracteriza la tasa de transporte lineal de electrones en la cadena de transporte de electrones fotosintéticos y es uno de los parámetros más sensibles que responden en las primeras etapas del estrés por sequía. Junto con la medición de la actividad fotosintética, se registraron características espectrales de las plantas de trigo utilizando imágenes hiperespectrales. Se calcularon índices de diferencia normalizada (NDIs) utilizando la intensidad de reflectancia de los brotes de trigo en el rango de 400 a 1000 nm. Se seleccionaron cuatro NDIs que mostraron una fuerte correlación con el nivel de actividad fotosintética estimado. Los índices NDI y NDI mostraron la mejor combinación de sensibilidad al déficit de humedad del suelo y una fuerte relación con la actividad fotosintética bajo estrés por sequía. Se discuten posibles causas moleculares y fisiológicas de esta relación. El uso de los índices propuestos permitirá monitorear en detalle las características específicas de la respuesta de las plantas de trigo y puede servir como uno de los criterios para la selección de los genotipos más prometedores en la cría de cultivares tolerantes a la sequía.